Orientador: Daniele Barroca Marra Alves / Coorientador: Claudinei Rodrigues de Aguiar / Banca: João Carlos Chaves / Banca: William Rodrigo Dal Poz / Resumo: Visando usufruir do potencial dos sistemas de posicionamento global existentes, novos métodos de posicionamento têm surgido e outros vêm sendo aprimorados. Uma grande tendência nos últimos anos tem sido o uso de redes de estações GNSS de referência. Mas, tanto no uso de redes como nos demais métodos, um fator importante para melhorar a qualidade do posicionamento está relacionado com a modelagem atmosférica. Especial atenção deve ser dada aos erros que ocorrem devido à ionosfera, pois ela se tornou a principal fonte de erro no posicionamento GNSS, após desativação da técnica SA. Este erro é diretamente proporcional ao Conteúdo Total de Elétrons (TEC) e inversamente proporcional ao quadrado da frequência do sinal. O TEC e, consequentemente, o erro ionosférico variam no tempo e no espaço, e sofrem diversas influências, como: ciclo solar, época do ano, hora local, localização geográfica, atividade geomagnética, entre outros. Atualmente, o os erros proporcionados pela ionosfera podem ter seus efeitos minimizados a partir de arquivos IONEX ou por meio de modelagem ionosférica. Portanto, nesta pesquisa, foram utilizados dados das estações da RBMC em diferentes regiões do Brasil no período de baixa e alta densidade de elétrons do pico solar 24 para avaliar o desempenho dos mapas ionosféricos, no posicionamento baseado em redes, disponibilizados por diversos centros (CODE, ESA, JPL, UPC e IGS), bem como os fornecidos pelo projeto MIMOSA, e também os modelos de Grade (AGUIAR, 2010) e ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / In order to take advantage from global positioning systems, new positioning methods have emerged and others have been improved. An important tendency in recent years has been the use of GNSS reference stations networks. But, using networks or other positioning methods an important factor to improve the positioning quality is related to atmospheric modeling. Special attention should be given to errors that occur due to ionosphere, it became the largest error source in GNSS positioning after disabling SA technique. Ionosphere error depends on signal frequency and Total Electron Content (TEC) in the ionospheric layer. TEC and consequently the ionospheric error varies regularly in time and space and they are affected by different sources like: sunspot number (solar cycle), season, local time, geographic position, geomagnetic activity, and others. Currently, the errors provided by the ionosphere can be minimized using IONEX files or models. Therefore, in this research, the RBMC stations data were used in different regions of Brazil in the period of low and high electron density of the cycle solar 24 to evaluate the performance of the ionospheric maps, in network-based positioning, available from several centers, as CODE, ESA, JPL, UPC and IGS, as well as those provided by the MIMOSA project, and also the Grade Models (AGUIAR, 2010) and TEC Estimates. For this, a computer system developed in FCT / UNESP has been adopted, RSV-Unesp that uses the concept of Virtual Station. According to the results, we note that there is not single map of IGS analysis centers that best fits the Brazilian reality, moreover, the map performance depends on the ionospheric conditions and, primarily, the station location... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Daniele Barroca Marra Alves / Banca: João Francisco Galera Monico / Banca: Claudinei Rodrigues de Aguiar / Resumo: Com o desenvolvimento dos sistemas globais de navegação por satélite as atividades que envolvem posicionamento passaram por uma revolução. Os pioneiros, GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System) e GPS (Global Positioning System), são atualmente os principais sistemas, e únicos com constelação completa. A utilização combinada de dados GPS e GLONASS passou por uma perda de interesse no final da década de noventa devido à rápida degradação que o GLONASS sofreu. Porém, em 2001 teve início um plano de restabelecimento do sistema que em 2011 voltou a contar com constelação completa de 24 satélites e cobertura global. O GLONASS passa ainda por um processo de modernização, com novas gerações de satélites sendo desenvolvidas, refinamentos dos sistemas de tempo e referência e novas estações de controle sendo instaladas. Além do uso de dados combinados, outros fatores que influenciam a qualidade do posicionamento são os métodos empregados e os erros aos quais os sinais transmitidos estão sujeitos. Nas metodologias de integração devem constar as diferenças de estrutura dos sistemas, sendo as principais, para este caso, os sistemas de referência, sistemas de tempo e a tecnologia relacionada às frequências. Em relação aos erros, a ionosfera é uma importante fonte, principalmente para usuários de receptores de apenas uma frequência. Ela exige atenção especial, pois além de degradar a acurácia do posicionamento há uma grande dependência entre perdas do sinal e irregularidades ionosféricas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the development of the Global Navigation Satellite Systems (GNSS) the activities involving positioning passed by a great revolution. Currently, the pioneers, GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System) and GPS (Global Positioning System), are the main systems with full constellation. The interest in the combined use of GPS and GLONASS data had a great fall in the late nineties due to the fast degradation of GLONASS. However, in 2001 a restoration plan of the system began and in 2011 GLONASS recovered the full constellation of 24 satellites with global coverage. Furthermore GLONASS is going through a modernization process, with the development of new satellite generations, time and reference systems refinements and new control stations. Besides the use of combined data, other factors that influence the positioning quality are the applied methods and the errors that can affect the transmitted signals. The integration methodologies must consider the differences in the systems structures, the main differences, for this case, are reference and time systems and the technology related to the frequencies. About the errors, the ionosphere is an important source, mainly for users of single frequency receivers. It requires special attention, because besides of degrading the positioning accuracy there is a great dependency between the loss of signal and ionospheric irregularities, as ionospheric scintillation. In this research it was intended to analyze the improvement of the combined use of GPS/GLONASS data at positioning under ionospheric scintillation effect ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Flávia Souza Machado da Silva / Banca: João Carlos Ferreira Costa / Banca: Andréia Cristina Ribeiro / Resumo: Neste trabalho procuramos mostrar a Matemática utilizada nos sistemas de localização e navegação utilizados pelo homem desde a antiguidade até os dias atuais, terminando com a apresentação do GPS - sistema de posicionamento global por satélites, visando despertar a curiosidade e o interesse pela Matemática no aluno do ensino médio. Queremos conduzir o aluno a aprimorar e também construir conceitos através de atividades propostas, onde ele pode usar sua criatividade e relacionar habilidades já adquiridas, buscando desenvolver novas competências / Abstract: This work we try to show the mathematics used in localization and navigation systems used by human since ancient times to the present day, ending with the presentation of GPS - global positioning system satellites, seeking to awaken the curiosity and the interest in mathematics in student secondary school. We want to lead the student to improve and also build concepts through activities proposed, where he can use his creativity and relate previously acquired abilities, in order to develop new competences / Mestre

Orientador: Claudio Aguinaldo Buzzi / Banca: Ricardo Miranda Martins / Banca: Jéfferson Luiz Rocha Bastos / Resumo: O trabalho estuda o funcionamento do Sistema de Posicionamento Global (GPS) e os conceitos matem'aticos envolvidos nesse sistema. E para transmitir esses conceitos a alunos de ensino fundamental e m'edio foi feita uma analogia entre posicionamentos em coordenadas bidimensionais e tridimensionais / Abstract: The paper studies the operation of the Global Positioning System (GPS) and the mathematical concepts involved in this system. Further, to implement these concepts to students in elementary and middle school was made an analogy between placements two-dimensional and three-dimensional coordinates / Mestre

Orientador: João Francisco Galera Monico / Coorientador: Daniele Barroca Marra Alves / Banca: Paul Jozef de Jonge / Banca: Mauro Issamu Ishikawa / Resumo: Os efeitos atmosféricos, especialmente da ionosfera, são os principais fatores limitantes para o posicionamento de alta acurácia utilizando a técnica RTK (Real Time Kinematic), uma vez que com o afastamento entre o usuário e a estação base, a eficiência do método é degradada, pois a correlação dos erros é reduzida pelo aumento da linha de base. No entanto, com o emprego de uma rede de estações de referência, pode-se realizar a modelagem dos erros na área de abrangência desta rede, conceito denominado de RTK em rede. Mas um dos fatores que mais degradam a propagação dos sinais do GNSS (Global Navigation Satellite System), mesmo no RTK em rede, é a cintilação ionosférica, caracterizada por alterações rápidas na amplitude e na fase do sinal eletromagnético ao passar por irregularidades na densidade de elétrons na ionosfera. A ocorrência e intensidade das cintilações variam, de acordo com vários fatores, como localização geográfica, sazonalidade, hora local e atividade solar. Com o pico do ciclo solar 24, ocorrido no verão de 2013, foi observado a intensificação dos efeitos da cintilação. Considerando o âmbito público, a única rede de estações de referência no Brasil que viabiliza estudos quanto ao o posicionamento RTK em rede, localiza-se no estado de São Paulo, denominada Rede GNSS/SP. Tal rede possui atualmente 20 estações ativas e um centro de controle para gerenciamento da rede por meio do sistema comercial Trimble Pivot (Progressive Infrastructure Via Overlaid Technology)... / Abstract: Atmospheric effects, especially the ionosphere, are major limiting factors for using high accuracy positioning RTK (Real Time Kinematic) technique. With the distance between the user and the base station, the method efficiency is degraded, since the correlation between the errors is reduced. However, with the use of a network of reference stations the modeling of the errors can be performed this concept is called RTK Network. However, one of the factors degrading the GNSS (Global Navigation Satellite System) signals propagation is the ionospheric scintillation, characterized by rapid changes in the amplitude and phase of the electromagnetic signal passing through irregularities in the electron density of the ionosphere. The occurrence and intensity of scintillation vary according to several factors such as geographic location, seasonality, local time and solar activity. The peak of the Solar Cycle 24 occurred in the summer of 2013 intensified the scintillation effects. Considering the public sector in Brazil, the unique network of reference stations that enables studies about RTK positioning network is located at São Paulo; so called Network GNSS/SP. Currently the network is composed of 20 active stations and a control center for network management using Trimble Pivot (Progressive Infrastructure Via Overlaid Technology)... / Mestre

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The purpose of this monograph is to study the mathematical principles behind the Global Positioning System, the so-called GPS. We start with a historical approach of the evolution of this technology. Then we show some theorems in geometry: plane, spatial and analytic, which together with some physical principles (average speed, speed of light, the Doppler effect,...) guided the creators of this powerful tool that determines with remarkable accuracy the position (latitude, longitude and altitude) of a transmitter. Finally, we suggest activities to be performed at the level of basic education, to stimulate students curiosity by scientific knowledge contained therein. / A presente monografia tem como objetivo evidenciar os princípios matemáticos por trás do funcionamento do Sistema de Posicionamento Global conhecido por GPS. Após uma abordagem geral da evolução ocorrida até chegarmos a essa tecnologia, demonstraremos alguns teoremas das geometrias: plana, espacial e analítica que, aplicados juntamente com alguns princípios da Física (velocidade média, velocidade da luz, efeito Doppler,...), nortearam os criadores desta poderosa ferramenta que determina com notáveis precisão e exatidão, em qualquer parte do globo terrestre incluindo a atmosfera, a hora e a posição (latitude, longitude e altitude) de um transmissor. E, a partir daí, sugerir atividades interdisciplinares, a serem desenvolvidas em nível de educação básica, que estimulem a curiosidade dos alunos pelos conhecimentos científicos nelas contidos.